Regolatore di tensione a gradino

Un regolatore che supporta la tensione di rete entro 190 ... 242 V.

Regolatori di tensione di rete

È noto che la tensione nelle reti elettriche domestiche spesso supera i limiti di tolleranza. Ai tempi dei televisori a tubo, gli stabilizzatori ferroresonanti erano molto comuni. I televisori moderni sono utilizzabili con variazioni della tensione di ingresso entro 110 ... 260 V.

Lo stesso si può dire di computer, lettori CD e in generale di tutte le apparecchiature in cui vengono utilizzati gli alimentatori a commutazione. Ma per le apparecchiature che si alimentano direttamente dalla rete, i limiti della variazione di tensione sono molto più piccoli.

Un esempio lampante di questa tecnica è un frigorifero, un macinacaffè elettrico, un robot da cucina, un saldatore e una lampada a incandescenza. Naturalmente, una tale precisione di stabilizzazione della tensione come per i televisori a tubo non è necessaria per tali dispositivi, quindi è del tutto possibile utilizzare un dispositivo di regolazione della tensione a passi. Un regolatore simile sarà descritto in questo articolo.

Regolazione della tensione del gradino

Nonostante la semplicità del design, il regolatore ha i seguenti dati: quando la tensione di rete in ingresso cambia nell'intervallo di 150 ... 260 V, l'uscita viene mantenuta nell'intervallo di 187 ... 242 V. Molti apparecchi elettrici domestici sono operativi in ​​questo intervallo. Nella versione in cui viene mostrato lo schema nell'articolo, la potenza del regolatore raggiunge 275 watt, il che è abbastanza per il normale funzionamento, ad esempio un frigorifero.

Un metodo analogo di regolazione graduale della tensione viene utilizzato in alcuni modelli di gruppi di continuità per computer: quando l'alimentatore funziona dalla rete, è possibile ascoltare come il relè scatta in esso. Questa è solo una regolazione approssimativa della tensione di uscita. In questa modalità, il trasformatore ininterrotto viene utilizzato come autotrasformatore. In caso di mancanza di corrente, il trasformatore passa alla modalità convertitore e funziona a batteria.

È noto che un trasformatore incluso nella modalità autotrasformatore può funzionare con un carico di quasi cinque volte la sua potenza. In questo progetto, viene utilizzato un trasformatore con una potenza di soli 57 watt, quindi, se è necessario aumentare la potenza dell'intero controller nel suo insieme, è sufficiente sostituire il trasformatore con uno più potente.

Naturalmente, ora l'industria produce stabilizzatori di rete basati su LATRA (non parleremo di quelli elettronici qui). In tali dispositivi, un micromotore con un riduttore, controllato, ovviamente, da un circuito elettronico, aziona un contatto mobile.

L'affidabilità di un tale dispositivo sarà probabilmente piccola. Un esempio di tale dispositivo può fungere da regolatore di tensione della produzione lettone Resanta. Recensioni al riguardo possono essere lette su Internet.

Lo schema dell'opzione di regolazione proposta è mostrato nella Figura 1.

Figura 1. Diagramma del regolatore di tensione

Descrizione del circuito elettrico del controller

La base del regolatore è un trasformatore step-down unificato T1. È incluso nel circuito autotrasformatore. Oltre al trasformatore, il circuito contiene un raddrizzatore per alimentare la parte elettronica del circuito, due dispositivi di soglia e un'unità di commutazione della tensione di uscita. Quest'ultimo fornisce un certo ritardo nell'aspetto della tensione in uscita. Ciò è necessario per consentire al dispositivo di accedere alla modalità operativa.

Quando si cambiano gli avvolgimenti secondari, le interferenze sono inevitabili, da cui i contatti del relè vengono bruciati. Per proteggere da questo fenomeno, viene utilizzata una catena costituita da un resistore R1 e un condensatore C2.

La parte elettronica del dispositivo è alimentata da un raddrizzatore non stabilizzato, costituito da un ponte a diodi VD1 e un condensatore di livellamento C1.I condensatori C3 e C4 installati nei dispositivi di soglia sono progettati per eliminare le variazioni a breve termine (emissioni) della tensione rettificata. La stessa tensione viene utilizzata per controllare la tensione di rete.

Sul transistor VT3 e gli elementi C5 e R6 hanno assemblato il ritardo ritardo timer. Il dispositivo contiene anche due dispositivi di soglia, il cui design è simile.

Il primo dispositivo di soglia è realizzato su transistor VT1, resistori R2, R3, diodi zener VD2, VD3 e condensatore C3. Il relè K1 è incluso nel circuito del collettore del transistor VT1. Per proteggere il transistor dalla tensione di autoinduzione, la bobina del relè è deviata dal diodo VD4.

I contatti del relè K1 commutano gli avvolgimenti del trasformatore T1 quando viene attivato il dispositivo di soglia. Il condensatore C3 è progettato per attenuare l'ondulazione della tensione rettificata e per eliminare le interferenze. Il secondo dispositivo di soglia è assemblato allo stesso modo. È composto da elementi VT2, VD4, VD5, R4, R5, C4, relè K2.

Regolatore di tensione

Il funzionamento del regolatore è conveniente da considerare in parti. Quando il dispositivo è acceso, appare una tensione sul condensatore C1, che inizia a caricare il condensatore C5. Con un ritardo di circa due secondi, il transistor VT3 si apre, il relè K3 si attiva e la tensione viene applicata al carico.

Tensione di rete ridotta

Nel caso in cui tensione di rete inferiore a 190 V, nessun dispositivo di soglia funzionerà e i contatti dei relè K1 e K2 sono in quella posizione, come mostrato nel diagramma. In questo caso, la tensione di rete verrà applicata al carico e più la tensione dagli avvolgimenti III e VI. Se la tensione di rete in questo momento è di 150 V, il carico sarà di almeno 190 V.

La tensione di rete è quasi normale

Se la tensione di rete è nell'intervallo 190 ... 220 V, la tensione di uscita del raddrizzatore è sufficiente per aprire i diodi Zener VD2, VD3, che porteranno all'apertura del transistor VT1, quindi il relè K1 scatta. se segui lo schema, puoi vedere che in questo caso gli avvolgimenti III e IV sono collegati.

Tensione di rete aumentata

Nel caso in cui la tensione di rete superi 220 V, funzionerà il relè K2, che collegherà gli avvolgimenti V e IV con i suoi contatti. Questi avvolgimenti sono sfasati, quindi la tensione di uscita diminuirà.

Dettagli e design del regolatore di tensione

Quasi tutte le parti possono essere montate su una breadboard stampata mediante montaggio a filo. Nella progettazione, è possibile utilizzare resistori come MLT o importati. Anche i condensatori di ossido vengono importati meglio, ora sono probabilmente più facili da acquistare rispetto a quelli domestici. E la loro qualità è migliore. Il ponte a diodi può essere sostituito da diodi discreti, ad esempio 1N4007. I transistor sono adatti a qualsiasi bassa potenza con una tensione di collettore-emettitore di almeno 30 V e una corrente sufficiente per far funzionare il relè. Oltre a quelli indicati nello schema, sono adatti KT645, KT503, KT972 con qualsiasi indice di lettere.

Invece dei diodi a due zener indicati nel diagramma, è possibile utilizzare il solito D810 ... D814. Prima dell'installazione, devono essere selezionati in base alla tensione secondo gli schemi.

È meglio usare relè importati (Tianbo, Trl, Trk e simili, ora sono anche più facili ed economici da acquistare) con una bobina da 24 V. I contatti dei relè devono essere classificati per una corrente di almeno 1,5 A. Molti di questi relè, con dimensioni molto ridotte dimensioni, hanno contatti progettati per una corrente di 10 ... 16 A.

Come trasformatore viene utilizzato un TPP270 unificato - 127/220 - 50. La potenza nominale di tale trasformatore è di 57 watt.

Configurazione del dispositivo

Per la regolazione, il regolatore è collegato all'uscita LATR. Per tenere conto della risposta del trasformatore al carico, quest'ultimo è collegato all'uscita del dispositivo. Modificando la tensione all'ingresso del regolatore, è necessario configurare i dispositivi di soglia. Questo dovrebbe essere fatto con una selezione di diodi zener con diverse tensioni di stabilizzazione. Per una messa a punto più precisa in serie con diodi zener, è possibile attivare diodi al silicio o al germanio. Va ricordato che la tensione diretta dei diodi al silicio è di circa 0,7 V e del germanio 0,4 V.

Boris Aladyshkin